JP3837971B2 - 内視鏡のアングル部 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用等として用いられる内視鏡において、その挿入部を構成するアングル部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡は、一般に、概略図４に示した構成となっている。同図において、１は本体操作部、２は挿入部、３はユニバーサルコードである。挿入部２は本体操作部１への連設部側から大半の長さが体腔内等の挿入経路に沿って任意の方向に曲がる軟性部２ａであって、この軟性部２ａの先端には所定長さのアングル部２ｂが連設され、さらにアングル部２ｂの先端には先端硬質部２ｃが連設される。先端硬質部２ｃには、図示は省略するが、少なくとも照明部及び観察部が設けられる。アングル部２ｂは、この先端硬質部２ｃを所望の方向に向けるためのものであり、上下及び左右に湾曲可能となっている。この湾曲操作はアングル操作と呼ばれるものであり、本体操作部１に設けたアングルノブ４を、例えば本体操作部１を把持している手の指等でマニュアル操作によって回動させることにより行われる。
【０００３】
次に、図５にアングル部２ｂの構成を示す。なお、同図には、例えばライトガイド，信号ケーブル（またはイメージガイド），処置具挿通チャンネル等の内部挿通部材は省略している。而して、アングル部２ｂは、所定数のアングルリング１０を枢着ピン１１で順次枢着することにより節輪構造となったアングル部構造体１２を備えている。枢着ピン１１による前後のアングルリング１０，１０間の枢着箇所は上下、左右と交互になっており、これによって全体としてのアングル部構造体１２は上下及び左右に湾曲できるようになる。アングル部構造体１２には金属等の線材の編組からなるネット１３で覆われており、さらにこのネット１３の外周には外皮チューブ１４が被着される。
【０００４】
アングル部構造体１２を構成するアングルリングのうち、両端に位置する端部リング１０ａ，１０ｂは、それぞれ軟性部２ａ及び先端硬質部２ｃに連結される。このために、軟性部２ａ側から延在させた連結リング１５に端部リング１０ａが嵌合・固着され、また端部リング１０ｂは先端硬質部２ｃを構成する先端部本体１６に嵌合・固着される。そして、湾曲操作用の操作ワイヤ１７が端部リング１０ｂにおいて上下及び左右の４箇所で止着される。これら各操作ワイヤ１７は枢着ピン１１内に設けた挿通孔に挿通されて、それぞれ所定の位置に位置決めした状態で端部リング１０ａにまで延在され、この端部リング１０ａに固定して設けた挿通パイプ１８から密着コイル１９内に挿通されている。密着コイル１９に挿通させた操作ワイヤ１７は本体操作部１にまで延在されて、アングルノブ４で回動操作されるアングルプーリ（図示せず）に巻回されている。
【０００５】
ここで、アングル部２ｂを湾曲させるのは、先端硬質部２ｃを任意の方向に向けるためであり、しかも体腔内という狭い空間内で、先端硬質部２ｃをほぼ反対方向に向かせることも必要であるから、アングル部２ｂは極めて急激に曲げられることになる。そして、アングル操作はマニュアル操作で行われることから、操作負荷をできるだけ低減させる必要がある。このために、アングル部２ｂの外装部である外皮チューブ１４は、アングル操作を行った時には、部分的に伸長し、部分的に収縮することから弾性部材、通常はゴム材で形成され、かつアングル部２ｂ内を完全に密閉状態となるように保持するようにしている。
【０００６】
挿入部２は体腔内等に挿入されるものであるから、人体にとって有害なものではないものを用いるのは当然として、繰り返し洗浄・消毒される等から、耐薬品性に優れたものとしなければならない。従って、アングル部２ｂにおける外皮チューブ１４の材質としてのゴム材は、耐薬品性及び伸縮性等の要求から、その材質は極めて限られたものとなり、一般的にはＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）が用いられ、さらにこのＥＰＤＭの他にも、例えばシリコンゴム等を用いたものも知られている。また、アングル操作時における操作負荷をより小さくし、かつアングル部２ｂを細径化する等のために、外皮チューブ１４の肉厚を薄くするようにしている。
【０００７】
ここで、内視鏡の挿入部２において、アングル部２ｂは前述したようにアングル操作により湾曲する構造となっているが、さらに軟性部２ａも曲げ可能な構造となっている。従って、軟性部２ａの外装部も可撓性のある外皮層を有する構成となっている。しかしながら、挿入部２における外装部として、アングル部２ｂに設けられる外皮層と軟性部２ａにおける外皮チューブとでは、耐薬品性が必要である点では共通するが、それ以外に要求される特性が異なってくる。即ち、軟性部２ａは体内への挿入経路に沿って緩やかに曲がれば良いものであり、従って外皮層自体には必ずしも伸縮性を持たせる必要はなく、要は曲げ方向に可撓性を持っておれば良いことから、この外皮層の材質としては、通常は軟性の樹脂、例えばウレタン樹脂で形成され、そして表面に滑り性、耐薬品性を良好にする等のために、トップコート層が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
内視鏡の挿入部は長尺のものであり、持ち運び時等において、この挿入部、特にその先端部分が誤って周囲の物体等と衝突するおそれがある。従って、このような衝突時における衝撃により外皮チューブが損傷したり、また破損したりすると、体内の汚物が損傷部分に付着して完全な洗浄を行うのが困難になり、甚だしい場合には洗浄液，消毒液等が挿入部の内部に浸透して、挿入部内に設けた固体撮像素子等の部材を汚損して故障を発生させたり、ケーブルや光ファイバを断線させる等の不都合が発生する。ただし、挿入部全体の外装部のうち、先端硬質部は衝撃等外力の作用に対する強度は極めて高いものである。また、アングル部及び軟性部は曲げ可能な構造となっているので、衝撃が加わると、曲がることによりその吸収機能を発揮する。従って、通常の状態では、外部からの衝撃により挿入部の外装部が損傷する可能性は少ない。
【０００９】
ところで、アングル部のうち、実際に曲がる部分は両端部リング間の部位であって、両側の端部リングの位置、つまり先端硬質部への連結部分及びアングル部と軟性部への連結部分は非湾曲部分となっている。このために、これら非湾曲部分に大きな衝撃力が作用すると、この軟性の外装部が損傷したり破損したりする可能性が高くなる。しかも、アングル部の外皮チューブは薄肉ゴム材で構成されているから、非湾曲部分に大きな衝撃等が作用すると、湾曲可能部分、さらには同様の位置に設けられている軟性部の外皮層等と比較しても損傷が発生するおそれは高い。特に、アングル部の外皮チューブとして要求される耐薬品性及び伸縮性の特性を備えた上で、さらに衝撃等に対する高い強度を有する材質を選択するのは、実質的に不可能なことである。
【００１０】
そこで、本発明者は、アングル部の外皮チューブとして要求される特性について検討したところ、外装部を構成する以上、耐薬品性が良好な部材でなければならないのは当然であるにしても、伸縮性と耐衝撃性とは必ずしも同時に備えていなければならないものではないことを知見するに至って、本発明を完成させた。つまり、アングル部には、湾曲可能部分と非湾曲部分とがあり、非湾曲部分であるが故に伸縮性を持たせる必要はなく、伸縮性が必要なのはアングル操作により湾曲し、また外力の作用によっても曲がる湾曲可能部分である。従って、本発明の目的とするところは、アングル操作に対する抵抗が増大する等のおそれがなく、しかもアングル部の外装部を構成する外皮チューブの耐久性を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、両端がそれぞれ先端硬質部及び軟性部への連結用の端部リングで、これら両端部リング間に所定数のアングルリングが配置され、これら端部リング及び各アングルリングを枢着ピンで順次枢着したアングル部構造体と、このアングル部構造体の外面に装着したネットと、このネットの外側に装着した外装部としての外皮チューブとから構成したものにおいて、前記アングル部構造体は、その両端から前記端部リングとそれに隣接するアングルリングとを連結する枢着ピンの位置までを非湾曲部分とし、またこれら両端部リングとアングルリングとを連結した両枢着ピン間の部位を湾曲可能部分としたときに、前記外皮チューブは、前記中間に位置する湾曲可能部分に装着される外皮部を第１の外皮部とし、前記両端に位置する非湾曲部分に装着される外皮部を、前記第１の外皮部とは異なる材質からなる第２の外皮部となし、前記第１の外皮部は前記第２の外皮部より伸縮性が大きく、前記第２の外皮部は前記第１の外皮部より耐衝撃性が高い部材から構成したことをその特徴とするものである。
【００１２】
第１，第２の外皮部はアングル部の外装部を構成することから、洗浄及び消毒時に消毒液等の薬液に浸漬される。従って、その全体は少なくとも耐薬品性の良好な材質から選択される。ゴム材のうち、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム），ウレタンゴム，フッ素ゴム等は耐薬品性が良好な材質である。例えば、天然ゴム等は耐薬品性が劣ることから、アングル部の外装部としての外皮チューブには用いることができない。外皮チューブとして必要な特性としては、耐薬品性に加えて、伸縮性が要求されるが、伸縮性はアングル部のうちの湾曲可能部分に要求されるものであり、従って湾曲可能部分では、耐薬品性と伸縮性とが良好なＥＰＤＭ等を用いる。勿論、ＥＰＤＭはある程度の耐衝撃性を備えている。ただし、耐衝撃性より伸縮性を優先させて、アングル操作時における操作負荷の低減を図る。一方、非湾曲部分の位置では、外皮チューブは実質的に伸縮性は要求されない。そこで、この部位では耐衝撃性を優先させる。フッ素ゴムやウレタンゴム等はＥＰＤＭと比較して耐衝撃性が高い材質である。
【００１３】
以上のことから、アングル部の外皮チューブは、その軸線方向に向けて３つの異なる材質のものを組み合わせられることになる。第１，第２の外皮部は共にゴム材であるから、加熱状態で成形することによって、実質的に第１，第２の外皮部は実質的に境界がない一体物として形成できる。従って、アングル部に組み込んで、アングル操作により繰り返し頻繁に伸縮しても、第１，第２の外皮部が分離したり、亀裂が発生したりするおそれもない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１に内視鏡の挿入部における先端部分の構成を示す。同図において、２０は先端硬質部、２１はアングル部、２２は軟性部である。先端硬質部２０には、図示は省略するが、照明用レンズを装着した照明部が設けられ、また観察部２３が設けられて、これらにより内視鏡の観察手段が構成される。観察部２３には、対物光学系２４と、この対物光学系２４の結像位置に設けたＣＣＤ等からなる固体撮像素子２５とを備えている。さらに、先端硬質部２０には鉗子その他の処置具を導出するために、処置具導出用開口２６が設けられ、この処置具導出用開口２６には連結パイプ２６ａが挿嵌して設けられると共に、処置具挿通チューブ２７がこの連結パイプ２６ａに嵌合して設けられている。従って、先端硬質部２０は、これら各部材を装着するために所定の形状を有する先端部本体２８と、この先端部本体２８の前面部分を覆う先端キャップ２９とから構成される。そして、先端部本体２８は構造上の強度や加工性等の観点から金属で形成され、かつこの金属である先端部本体２８を外部に露出しないようにするために、その先端部分を覆う先端キャップ２９は電気絶縁性を有する合成樹脂で形成される。
【００１５】
アングル部２１は、アングルリング３０を順次枢着ピン３１を介して連結することにより構成されるアングル部構造体３２を有し、このアングル部構造体３２にはネット３３が被着され、さらにネット３３上には外皮チューブ３４が被着されている。前後のアングルリング３０を枢着する枢着ピン３１は、上下、左右の順にそれぞれ２箇所ずつ設けられており、これによってアングル部２１は上下及び左右に湾曲操作できるようになっている。このアングル部２１を湾曲させるアングル操作は本体操作部側から遠隔操作により行われるようになっており、このために９０°の位相関係で４本の操作ワイヤ３５が設けられ、これら操作ワイヤ３５をマニュアル操作で押し引きすることによって、アングル部２１は適宜の方向に湾曲することになる。
【００１６】
このようにして構成されるアングル部２１は軟性部２２と先端硬質部２０とに連結されるが、このためにアングルリング３０のうち、最基端位置にある端部リング３０ａは軟性部２２から延在させた連結リング３６に嵌合され、最先端位置にある端部リング３０ｂは先端部本体２８に嵌合される。また、外皮チューブ３４は端部リング３０ａ，３０ｂの端部位置乃至それを越えた位置まで延在されている。そして、この外皮チューブ３４の両端は、それぞれ端部リング３０ａ，３０ｂを完全に覆い、軟性部２２の連結リング３６との連結部及び先端硬質部２０への連結部を覆う位置まで延在されて、糸巻きと接着剤とを用いた固着部３７ａ，３７ｂとして固着されている。これによって、アングル部２１の内部は外皮チューブ３４により完全に密閉されている。
【００１７】
以上のように、アングル部２１はアングル操作により湾曲することによって、先端硬質部２０を所望の方向に向けることができるようになっているが、アングル部２１はその全体が湾曲するものではない。つまり、図１において、端部リング３０ａ，３０ｂと、それに隣接するアングルリング３０との間を接続する枢着ピン３１の装着部までの長さ分が非湾曲部分Ｈであり、その間の部分が湾曲可能部分Ｂとなる。この湾曲可能部分Ｂが曲がるのは、端部リング３０ａ，３０ｂを含むアングルリング３０の端面が斜めに突出しており、これによって相隣接するアングルリング３０，３０間及びアングルリング３０と端部リング３０ａ，３０ｂとの間に所定の隙間が形成されているからであり、湾曲時にはこの隙間が変化することになる。そして、非湾曲部分Ｈは、厳格に言えば、端部リング３０ａ，３０ｂの全体、つまり枢着ピン３１が装着される突出部分までである。
【００１８】
ここで、外皮チューブ３４全体の特性としては、まず耐薬品性が良好でなければならず、またその厚み寸法は挿入部の細径化を図るため等の点から薄肉に形成される。そして、アングル部構造体３２において、湾曲可能部分Ｂを覆う部位では、さらに伸縮性が大きいことが要求され、また非湾曲部分Ｈでは、伸縮性よりむしろ耐衝撃性が必要となる。このために、外皮チューブ３４の全体を同じ材質とするのではなく、湾曲可能部分Ｂを覆う部位は第１の外皮部３４ａとなっており、またこの湾曲可能部分Ｂの両端における非湾曲部分Ｈを覆う部位は、第１の外皮部３４ａの両端に連設した第２の外皮部３４ｂとなっている。
【００１９】
第１の外皮部３４ａはある程度の耐衝撃性を備えていることは必要であるが、むしろ伸縮性を優先し、伸縮性の良好なＥＰＤＭ等を用いる。一方、伸縮性の良好なＥＰＤＭ等のゴム材は衝撃に対する強度、つまり耐衝撃性の点で多少不満がある。特に、挿入部の細径化等を図るために外皮チューブ３４は薄肉化されていることから、硬い部材に密着させた状態では、衝撃的な外力が作用すると、損傷するおそれが高い。ただし、この第１の外皮層３４ａが設けられているのは湾曲可能部分Ｂであるから、外力が作用した時に、この部分が曲がることによりかなりの衝撃吸収作用を発揮する。
【００２０】
衝撃が加わった時に、構造的にこの衝撃を吸収しまたは緩和する機能を発揮させることができない非湾曲部分Ｈに装着される第２の外皮部３４ｂは、第１の外皮部３４ａとは異なり、耐衝撃性、特に破損に対する強度を強くする必要があるが、湾曲しないことから、伸縮性は要求されない。このために、第１の外皮部３４ａを構成するＥＰＤＭ等と比較して、第２の外皮部３４ｂは伸縮性が劣るが、耐衝撃性に優れたゴム材、例えばフッ素ゴムやウレタンゴム等を用いる。
【００２１】
このように構成することによって、アングル部２１をアングル操作により湾曲させる際には、外皮チューブ３４における伸縮性の良好な第１の外皮部３４ａが部分的に伸長し、かつ部分的に縮小することになるので、アングル操作に対する負荷の軽減が図られて、その操作性が良好になる。一方、アングル部２１のうちの非湾曲部分Ｈは高強度を有する第２の外皮部３４ｂが配置されて、耐衝撃性が良好となっているので、他の物体と衝突する等により大きな衝撃力が加わっても、容易には損傷乃至破損することはない。この結果、アングル操作の操作性を良好に保ち、しかもアングル部２１の耐久性が向上する。
【００２２】
ところで、外皮チューブ３４は、アングル操作時等に強い引っ張り力が作用するが、この引っ張り力によって異なる材質からなる第１の外皮部３４ａと第２の外皮部３４ｂとの境界部分が分離したり、亀裂が発生しないようにしなければならない。第１，第２の外皮部３４ａ，３４ｂは共にゴム材であるから、例えば図２に示した成形手段を用いて加熱状態で成形すれば、これら第１，第２の外皮部３４ａ，３４ｂは実質的に一体不可分の状態とすることができる。
【００２３】
而して、図２に示したように、上下の割り型４０，４１と、芯金４２とを用いる。割り型４０，４１には半円凹形状の成形面４０ａ，４１ａが形成されている。また、一方の割り型４０には位置決め孔４０ｂが複数箇所形成されており、また他方の割り型４１には、この位置決め孔４０ｂに嵌合する位置決めピン４１ｂが突設されている。さらに、芯金４２は丸棒状のものからなり、この芯金４２には帯状のゴムが密着螺旋状に巻回される。この帯状のゴムのうち、中央部分には高伸縮性を有するＥＰＤＭ等のゴム帯片４３を巻回し、また両端には強度の高いフッ素ゴム等からなるゴム帯片４４が巻回される。そして、これら両ゴム帯片４３，４４は相互に密接するようになし、かつゴム帯片４３の両端とゴム帯片４４の端部との突き当て部を含めて全体に隙間のない状態に巻回される。
【００２４】
このように、ゴム帯片４３，４４を装着した芯金４２は上下の割り型４０，４１における成形面４０ａ，４１ａ間に装着して、両割り型４０，４１を接合させた状態で、成形型全体を加熱しながら、所定の荷重を作用させることにより成形加工が行われる。ここで、成形時の温度としては、両方のゴム材が溶融状態となる温度、例えばＥＰＤＭとフッ素樹脂との双方が溶融状態となる１８０℃程度とする。
【００２５】
このようにして成形されてできた外皮チューブ３４は、図３に示したように、ゴム帯片４３，４４の側部における接合部分はもとより、ゴム帯片４３とゴム帯片４４とが接合している部分も完全に一体化される。この結果、第１の外皮部３４ａと第２の外皮部３４ｂとは、境界部分は多少曖昧になるが、全体として一体不可分の外皮チューブ３４を形成することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上のように、アングル部の外装部を構成する外皮チューブを２つの異なる部材で構成し、アングル部構造体における湾曲可能部分では伸縮性が大きい第１の外皮部で、衝撃等に対する強度がより必要な非湾曲部分では高強度の第２の外皮部でそれぞれ構成したので、アングル操作の容易性，円滑性を十分確保した上で、外皮チューブ全体に衝撃が加わった時の強度を向上させることができ、外皮チューブの耐久性を著しく改善できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すアングル部の断面図である。
【図２】外皮チューブを製造するための成形型の構成を示す外観図である。
【図３】図２の成形型で製造した外皮チューブの外観図である。
【図４】内視鏡の全体構成図である。
【図５】従来技術によるアングル部の断面図である。
【符号の説明】
２０ 先端硬質部 ２１ アングル部
２２ 軟性部 ２８ 先端部本体
３０ アングルリング ３０ａ，３０ｂ 端部リング
３１ 枢着ピン ３２ アングル部構造体
３３ ネット ３４ 外皮チューブ
３４ａ 第１の外皮部 ３４ｂ 第２の外皮部
３６ 連結リング ３７ａ，３７ｂ 固着部
４０，４１ 割り型 ４２ 芯金
４３，４４ ゴム帯片 Ｂ 湾曲可能部分
Ｈ 非湾曲部分

Claims (3)

1. 先端硬質部に、遠隔操作で湾曲するアングル部を設け、またこのアングル部に任意の方向に曲げ可能な軟性部を連設した内視鏡の挿入部であって、前記アングル部は、両端がそれぞれ先端硬質部及び軟性部への連結用の端部リングで、これら両端部リング間に所定数のアングルリングが配置され、これら端部リング及び各アングルリングを枢着ピンで順次枢着したアングル部構造体と、このアングル部構造体の外面に装着したネットと、このネットの外側に装着した外装部としての外皮チューブとから構成したものにおいて、
   前記アングル部構造体は、その両端から前記端部リングとそれに隣接するアングルリングとを連結する枢着ピンの位置までを非湾曲部分とし、またこれら両端部リングとアングルリングとを連結した両枢着ピン間の部位を湾曲可能部分としたときに、前記外皮チューブは、前記中間に位置する湾曲可能部分に装着される外皮部を第１の外皮部とし、前記両端に位置する非湾曲部分に装着される外皮部を、前記第１の外皮部とは異なる材質からなる第２の外皮部となし、
   前記第１の外皮部は前記第２の外皮部より伸縮性が大きく、前記第２の外皮部は前記第１の外皮部より耐衝撃性が高い部材から
   構成したことを特徴とする内視鏡のアングル部。
2. 前記第１，第２の外皮部は加熱状態で成形される成形手段により分離不能に連設したものから構成したことを特徴とする請求項１記載の内視鏡のアングル部。
3. 前記第１の外皮部はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）からなり、また前記第２の外皮部はフッ素ゴムまたはウレタンゴムで構成したことを特徴とする請求項１記載の内視鏡のアングル部。

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